Полярная зима влияет на мышечную массу мужчин, но не на уровень гормонов

Фото из открытых источников

Даже в самых суровых условиях мира уровень стресса и половых гормонов у мужчин остается стабильным, но мышечная масса — это совсем другая история, демонстрирующая удивительную устойчивость и уязвимость организма в полярной изоляции.

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Steroids, ученые изучили изменения уровня тестостерона, кортизола и состава тела во время зимовки в Антарктиде.

Антарктида представляет собой одну из самых экстремальных и негостеприимных сред на Земле. В Конкордии в Антарктиде существуют как психологические, так и физиологические стрессы, с температурой ниже -80°C зимой, гипоксией, соответствующей высоте 3400--3800 м, и условиями ограничения и изоляции, которые могут вызывать когнитивные и физические изменения, такие как изменения сна, настроения, дыхания и сердечно-сосудистой системы. Однако об уровнях тестостерона и кортизола в этих условиях известно меньше.

Эти стероидные гормоны имеют решающее значение для качества жизни и степени успеха или неудачи в различных начинаниях. Секреция тестостерона и кортизола подчиняется циркадному ритму, с самым высоким и самым низким уровнем утром и вечером. Стероидные гормоны можно измерить в слюне, и существует высокая корреляция между свободной слюной и сывороточным кортизолом или тестостероном у патологических и здоровых людей.

Уровень тестостерона и кортизола в слюне снижается на 60% и 80% между пробуждением и вечером в нормальных условиях. Эти колебания стали фокусной точкой, поскольку новые данные показывают изменения в функциях гипоталамо-гипофизарно-гонадной (ГГГ) и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой (ГГН) оси в связи с физическими упражнениями, лишением сна, хроническим стрессом и пищевым поведением. Однако исследования влияния зимовки в Антарктиде на стероидные гормоны немногочисленны.

В настоящем исследовании ученые оценили изменения уровней тестостерона и кортизола, а также состава тела у самцов во время зимовки в Антарктиде. В исследовании приняли участие двадцать три самца во время зимних кампаний 2021-22 и 2022-23 годов. Они провели один год на франко-итальянской станции «Конкордия» с ноября по октябрь. Социальные мероприятия и приемы пищи были запланированы на фиксированные временные точки, чтобы помочь поддерживать регулярный циркадный ритм.

Образцы слюны собирались при пробуждении и вечером (8:00 вечера), а уровни тестостерона и кортизола измерялись с помощью наборов для иммуноферментного анализа (ИФА). Анализ биоэлектрического импеданса проводился в тот же день для оценки состава тела. Испытуемые были разделены на две группы апостериори (по факту) на случай изменения состава тела. Группа 1 включала субъектов с потерей мышечной массы (ММ) > 2%.

Группа 2 включала субъектов без значительной потери ММ (т.е. < 2%). Кроме того, для оценки физических способностей использовался степ-тест Честера. Для изучения различий между испытаниями был проведен дисперсионный анализ (ANOVA). Парные сравнительные пост-тесты или пост-тест Фишера определяли параметры со значимыми различиями в случае, если ANOVA выявлял значимый главный эффект.

Средний возраст участников составил 39,6 лет. Средний индекс массы тела (ИМТ) составил 24,4 кг/м², а ММ — 59,2 кг. Десять участников потеряли более 2% ММ в период с января по октябрь и были стратифицированы в группу 1. Потеря ММ была значительной с мая по октябрь в группе 1. С другой стороны, значительные потери массы тела (ММ) и жировой массы (ЖМ) наблюдались в июне и сентябре соответственно.

Группа 2 продемонстрировала значительное увеличение FM и BM с августа. Были выявлены значительные корреляции между изменениями BM и MM и изменениями BM и FM в обеих группах. Однако исследование не обнаружило значительной корреляции между изменениями мышечной массы и жировой массы в обеих группах. Не было никаких значительных изменений в физических способностях в течение зимовки в любой группе. Однако в статье отмечается значительный групповой эффект, при этом Группа 1 (те, у кого была потеря мышечной массы) имели более высокие значения частоты сердечных сокращений в конце тренировки. Исследователи предполагают, что это может отражать более низкий начальный физический уровень у этих субъектов, указывая на то, что предэкспедиционная подготовка может быть значимым фактором.

Более того, уровни тестостерона и кортизола в слюне не показали существенных различий утром или вечером ни в одной из групп. Колебания этих гормонов также существенно не изменились в течение зимнего периода. Однако Группа 1 показала незначительную тенденцию к более низким концентрациям тестостерона при пробуждении и статистически значимые более низкие колебания тестостерона между пробуждением и вечером по сравнению с Группой 2.

Почти половина участников потеряли более 2% своего ММ во время зимовки в Конкордии. Однако никаких существенных изменений в физических способностях не произошло, независимо от потери ММ. Более того, утренние и вечерние концентрации тестостерона и кортизола поддерживались в течение всего периода зимовки у всех участников, хотя субъекты с потерей ММ показали статистически значимо более низкие колебания тестостерона и повышенную частоту сердечных сокращений в конце тренировки.

В целом, результаты подчеркивают сохранение уровней тестостерона и кортизола, а также адаптацию осей HPG и HPA к экстремальным условиям. Исследователи отмечают несколько ограничений, включая отсутствие данных о качестве сна, точное время пробуждения для каждого субъекта и невозможность измерить реакцию пробуждения кортизола (CAR), которая могла бы предложить более глубокое физиологическое понимание. В исследовании также не было женщин. Следовательно, статья призывает к дальнейшим исследованиям для определения механизмов потери мышечной массы, в частности, принимая во внимание потребление и расход энергии субъектами, а также их начальный уровень физической подготовки. Это будущее исследование, как они полагают, необходимо для предложения эффективных контрмер по диете и физической активности для будущих экспедиций.